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近年来，科研工作者发现一些低维量子材料具有很好的热电效应和热致自旋流效应，使得低维材料在新型热自旋器件中有重要应用，并同时促进了热自旋电子学的发展。越来越受人瞩目的新材料——黑磷已经成功地在实验上制备出来。为了能实现其在量子器件中的应用，本文以黑磷纳米带作为研究对象，设计与之相关的自旋电子学器件；并采用基于第一性原理的密度泛函理论与非平衡态格林函数理论相结合的研究方法，研究了该纳米带器件的热自旋输运特性。 目前关于黑磷纳米带自旋电子学器件的研究并不多。因此，我们构造了一个基于锯齿型黑磷纳米带的同质结器件。首先，我们研究了不同宽度下黑磷纳米带在铁磁态和反铁磁态下的能带结构，发现随着宽度的增加，铁磁态的黑磷纳米带自旋向上和自旋向下的能带将逐渐打开带隙；随后，我们以宽度N=15的纳米带同质结器件为例，研究其热自旋输运性质，发现热自旋流表现出较好的自旋塞贝克（Spin-Seebeck）效应。该效应说明锯齿型黑磷纳米带同质结器件可产生纯热自旋流。 考虑到低维材料可以通过缺陷、掺杂等改变其电子结构，我们对锯齿型黑磷纳米带个别格点移去磷原子以形成缺陷。由于黑磷具有很好的延展性，我们对具有缺陷的黑磷纳米带进行拉伸处理，同时纳米带边缘用氢原子钝化。通过对其能带结构的计算发现，当缺陷越靠近边缘时，黑磷纳米带自旋向上和自旋向下的能带将逐渐打开带隙。基于该特性，我们构建了一个锯齿型边缘缺陷并拉伸的黑磷纳米带同质结器件。取宽度N=8，随着拉伸强度的增加，该纳米带自旋向上和自旋向下的带隙将略有增加；通过调控两极的温度，我们得到流动方向相反且自旋取向相反的自旋流，说明该器件热激发自旋流呈现出较好的自旋塞贝克效应，电荷流较净的热自旋流要小很多。随后，我们通过增加纳米带的宽度，研究其热自旋输运性质。研究发现取拉伸强度为1％，随着纳米带宽度的增加，自旋流和电荷流都有不同程度的减小。对宽度N=10的纳米带，虽电荷流几乎为零，但热净自旋流却很小。然而，当拉伸强度为8%时，器件不但呈现出较好的自旋塞贝克效应，而且净自旋流随宽度的增加而增大，宽度增加到N=10时，净电荷流还呈现出了负微分电阻效应。说明该结构的黑磷纳米带材料对热自旋电子学器件的设计和应用是有意义的。 最后，我们讨论了悬挂硫原子的锯齿型黑磷纳米器件的热自旋输运性质，发现只有在铁磁态下该结构的能带才会出现自旋劈裂现象，而且会随着宽度增加变得稳定；但是拉伸并不会造成加硫钝化的黑磷材料改变性质。这样的器件诱导的热自旋流有非常好的自旋过滤效应，因为只有自旋向上的电流在整个温度调节的过程中变化，而自旋向下的电流却始终保持为零，说明这样的结构可以应用到自旋依赖的温控开关等器件中。